02.00.01

1. Вопросы программы кандидатского экзамена по специальности
02.00.01 – Неорганическая химия
1. Основные представления о строении атома. Волновая функция и уравнение
Шредингера. Квантовые числа, радиальное и угловое распределение электронной
плотности. Атомные орбитали (s-, р-, d- и f-АО), их энергии и граничные
поверхности. Распределение электронов по АО. Принцип минимума энергии.
Принцип Паули. Атомные термы, правило Хунда.
2. Современная формулировка периодического закона, закон Мозли, структура
периодической системы. Коротко- и длиннопериодный варианты периодической
таблицы. Периоды и группы. Закономерности изменения фундаментальных
характеристик атомов: атомных и ионных радиусов, потенциала ионизации,
энергии сродства к электрону и электроотрицательности.
3. Понятие о природе химической связи. Основные характеристики химической
связи: длина, энергия, направленность, полярность, кратность. Основные типы
химической связи.
4. Основные положения метода валентных связей (МВС). Гибридизация орбиталей.
Направленность, насыщаемость и поляризуемость ковалентной связи. Влияние
неподеленных электронных пар на строение молекул, модель Гиллеспи.
5. Основные положения метода молекулярных орбиталей (ММО). Двухцентровые
двухэлектронные молекулярные орбитали. Энергетические диаграммы МО
гомоядерных и гетероядерных двухатомных молекул. Энергия ионизации,
магнитные и оптические свойства молекул.
6. Ионная связь. Ионная модель строения кристаллов, образование ионных
кристаллов как результат ненаправленности и ненасыщаемости ион-ионных
взаимодействий. Ионный радиус. Основные типы кристаллических структур,
энергия ионной решетки.
7. Межмолекулярное взаимодействие – ориентационное, индукционное и
дисперсионное. Водородная связь, ее природа.
8. Введение в зонную теорию. Образование зон – валентной и проводимости из
атомных и молекулярных орбиталей, запрещенная зона. Металлы и диэлектрики.
9. Основные понятия координационной теории. Типы комплексных соединений по
классификации лигандов, заряду координационной сферы, числу центральных
атомов. Номенклатура комплексных соединений. Изомерия комплексных
соединений.
10. Образование координационных соединений в рамках ионной модели и
представлений Льюиса. Теория мягких и жестких кислот и оснований Пирсона.
Устойчивость комплексов в растворах и основные факторы, ее определяющие.
Лабильность и инертность. Энтропийный вклад в энергетическую устойчивость
комплексов, сольватный эффект, хелатный эффект, правила циклов Л.А.Чугаева.
11. Природа химической связи в комплексных коединениях. Основные положения
теории кристаллического поля (ТКП). Расщепление d-орбиталей в октаэдрическом
и тетраэдрическом поле. Энергия расщепления, энергия спаривания и энергия
стабилизации кристаллическим полем. Спектрохимический ряд лигандов. Понятие
о теории Яна—Теллера.
12. Энергетическая диаграмма МО комплексных соединений. Использование ТКП и
ММО для объяснения оптических и магнитных свойств комплексных соединений.
Диаграммы Танабэ—Сугано для многоэлектронных систем.
13. Механизмы реакций комплексных соединений. Реакции замещения, отщепления и
присоединения лиганда, окислительно-восстановительные реакции. Взаимное
влияние лигандов в координационной сфере. Транс-влияние И.И. Черняева, цисэффект А.А. Гринберга. Внутрисферные реакции лигандов.Применение
комплексных соединений в химической технологии, катализе, медицине и
экологии.
14. Основные понятия и задачи химической термодинамики как науки о превращениях
энергии при протекании химических реакций. Термодинамическая система,
параметры и функции состояния системы. Первый закон термодинамики. Теплота
и энтальпия образования. Закон Гесса. Энергии химических связей. Теплоемкость,
уравнение Кирхгофа.
15. Обратимые и необратимые процессы. Второй закон термодинамики. Энтропия и ее
физический смысл, уравнение Больцмана. Стандартная энтропия. Зависимость
энтропии от параметров состояния. Энергия Гиббса. Направление химических
процессов, критерии самопроизвольного протекания реакций в изолированных и
открытых системах. Химический потенциал. Условие химического равновесия,
константа равновесия. Изотерма химической реакции. Фазовые равновесия, число
степеней свободы, правило фаз Гиббса. Фазовые диаграммы одно- и
двухкомпонентных систем.
16. Скорость химической реакции, ее зависимости от природы и концентрации
реагентов, температуры. Порядок реакции. Константы скорости и ее зависимость
от температуры. Уравнение Аррениуса. Энергия активации и понятие об
активированном комплексе. Обратимые реакции. Закон действующих масс.
Влияние катализатора на скорость реакции. Гомогенный и гетерогенный катализ.
Понятие о цепных и колебательных реакциях.
17. Современные представления о природе растворов. Особенности жидких растворов.
Порядок в жидкостях, структура воды и водных растворов. Специфика реакций в
водных и неводных растворах.Теория электролитической диссоциации. Ионное
произведение воды и его зависимость от температуры. Водородный показатель рН,
шкала рН. Кислоты и основания. Протолитическая теория Бренстеда—Лоури.
Сопряженные кислоты и основания. Гидролиз. Современные взгляды на природу
кислот и оснований.
18. Сильные и слабые электролиты. Зависимость степени электролитической
диссоциации от концентрации, температуры, природы растворителя, посторонних
электролитов. Закон разбавления Оствальда. Основные понятия теории сильных
электролитов Дебая и Хюккеля. Произведение растворимости. Динамическое
равновесие в насыщенных растворах малорастворимых сильных электролитов и
факторы, его смещающие.Электрохимические свойства растворов. Сопряженные
окислительно-восстановительные пары. Электродный потенциал. Окислительновосстановительные реакции и их направление. Уравнение Нернста. Диаграммы
Латимера и Фроста. Электролиз.
19. Положение s-элементов в Периодической системе, особенности электронной
конфигурации. Характерные степени окисления.Водород. Особое положение
водорода в Периодической системе. Изотопы водорода. Физико-химические
свойства
водорода.
Гидриды
и
их
классификация.
Окислительно-
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
восстановительные свойства водорода. Пероксид водорода, его получение,
строение и окислительно-восстановительные свойства.
Элементы группы IA. Общая характеристика группы. Нерастворимые соли.
Особенности химии лития. Применение щелочных металлов и их соединений.
Элементы группы IIA. Общая характеристика группы. Особенности
комплексообразования s-металлов. Особенности химии бериллия, магния и радия.
Сходство химии бериллия и лития. Применение бериллия, щелочно-земельных
металлов и их соединений.
Положение р-элементов в Периодической системе. Особенности электронной
конфигурации. Характерные степени окисления. Металлы, неметаллы, металлоиды
среди р-элементов. Закономерности в изменении свойств во 2 и 3 периодах.
Элементы группы IIIA. Общая характеристика группы. Особенности химии бора.
Бороводороды, комплексные гидробораты, кластерные соединения бора, боразол,
нитрид бора: особенности их строения и свойств.Оксид алюминия. Алюминаты и
гидроксоалюминаты. Галогениды алюминия. Комплексные соединения алюминия.
Сплавы алюминия. Алюмотермия. Амфотерность оксидов галлия, индия и таллия.
Особенности химии Tl(I).
Элементы группы IVA. Общая характеристика группы. Особенности химии
аллотропных модификаций углерода. Фуллерены и их производные. Карбиды
металлов. Сероуглерод. Фреоны и их применение. Оксиды углерода. Карбонилы.
Карбонаты. Оксиды кремния, германия, олова и свинца. Комплексные соединения
олова и свинца. Применение простых веществ и соединений элементов группы
IVA. Понятие о полупроводниках. Свинцовый аккумулятор.
Элементы группы VA. Общая характеристика группы. Закономерности
образования и прочность простых и кратных связей в группе. Особенности химии
азота. Гидриды элементов группы VA: получение, строение молекул, свойства.
Соли аммония. Жидкий аммиак как растворитель. Гидразин, гидроксиламин,
азотистоводородная кислота. Галогениды элементов группы VA, получение и
гидролиз. Кислородные соединения азота. Особенности химии NO и NO2. Азотная,
азотистая кислоты и их соли. Кислородные соединения фосфора: оксиды, кислоты
и их соли. Сравнение свойств кислот фосфора в разных степенях окисления.
Сравнение силы кислот в группе.
Элементы группы VIA. Общая характеристика группы. Особенности химии
кислорода. Строение молекулы кислорода, объяснение ее парамагнетизма.
Классификация оксидов. Простые и сложные оксиды, нестехиометрия оксидов.
Гидроксиды и кислоты. Пероксиды, супероксиды. Сероводород и сульфиды.
Полисульфиды. Сульфаны. Оксиды серы, кислоты и их соли. Кислородные
соединения селена и теллура. Сравнение силы, устойчивости и окислительновосстановительных свойств кислородных кислот в группе.
Элементы группы VIIA. Общая характеристика группы. Окислительные свойства
галогенов. Взаимодействие галогенов с водой. Кислородные соединения галогенов.
Особенности оксидов хлора. Кислородсодержащие кислоты галогенов и их соли.
Сопоставление силы, устойчивости и окислительно-восстановительных свойств
кислородных кислот галогенов. Применение галогенов и их соединений.
Элементы группы VIIIA. Общая характеристика группы. Соединения благородных
газов и природа химической связи в них. Гидраты благородных газов. Фториды и
кислородные соединения благородных газов. Применение благородных газов.
29. Положение d-элементов в Периодической системе. Электронное строение и
основные степени окисления. Способность d-элементов к комплексообразованию.
Закономерности изменения свойств d-металлов в 4, 5 и 6 периодах.
30. Элементы группы IIIБ. Общая характеристика группы. Оксиды, гидроксиды и
фториды металлов IIIБ группы – получение и свойства. Комплексные соединения.
31. Элементы группы IVБ. Общая характеристика группы. Оксиды и гидроксиды
титана и циркония. Титанаты и цирконаты. Соли титанила и цирконила.
Галогениды. Способность к комплексообразованию. Влияние лантаноидного
сжатия на свойства гафния.
32. Элементы группы VБ. Общая характеристика группы. Оксиды и галогениды.
Ванадаты, ниобаты и танталаты. Способность к комплексообразованию и
образованию кластеров. Закономерности в стабильности различных степеней
окисления. Сопоставление свойств соединений ванадия(V) и фосфора (V).
33. Элементы группы VIБ. Общая характеристика группы. Оксиды, галогениды и
сульфиды. Сравнение свойств хромовой, молибденовой и вольфрамовой кислот и
их солей. Особенности комплексообразования. Кластеры. Бронзы. Поликислоты и
их соли. Пероксиды. Окислительно-восстановительные свойства соединений
хрома, закономерности в стабильности различных степеней окисления.
34. Элементы группы VIIБ. Общая характеристика группы. Кислородные соединения
марганца, их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства.
Стабильность соединений марганца в различных степенях окисления. Особенности
химии технеция и рения.
35. Элементы группы VIIIБ. Общая характеристика группы. Семейство железа:
получение и физико-химические свойства железа, кобальта и никеля. Оксиды и
гидроксиды, галогениды и сульфиды Соединения железа, кобальта и никеля в
высших степенях окисления. Комплексные соединения, особенности комплексов с
d6-конфигурацией центрального атома. Платиновые металлы: основные классы
комплексных соединений платиновых металлов. Оксиды и галогениды платиновых
соединений. Применение платиновых металлов.
36. Элементы группы IБ. Общая характеристика группы. Оксиды, гидроксиды и
галогениды. Изменение в устойчивости степеней окисления элементов в группе.
Комплексные соединения.
37. Элементы группы IIБ. Общая характеристика группы. Особенности подгруппы
цинка в качестве промежуточной между переходными и непереходными
металлами. Оксиды, гидроксиды, галогениды и сульфиды. Способность к
комплексообразованию и основные типы комплексов цинка, кадмия и ртути.
38. Общая характеристика f-элементов. Особенности строения электронных оболочек
атомов. Лантаноидное и актиноидное сжатие. Внутренняя периодичность в
семействах лантаноидов и актиноидов.
39. Семейство лантаноидов. Степени окисления элементов и закономерности их
изменения в ряду. Основные классы химических соединений – получение и
свойства. Комплексные соединения лантаноидов. Сопоставление d- и f-элементов
III группы.
40. Семейство актиноидов. Методы получения и физико-химические свойства
актиноидов. Степени окисления актиноидов и закономерности их изменения в
ряду. Комплексные соединения актиноидов. Особенности химии тория и урана.
41. Дифракционные методы исследования: рентгенофазовый и рентгеноструктурный
анализы, нейтронография, электронография.
42. Спектральные методы исследования: электронные спектры в видимой и УФобласти. Колебательная спектроскопия – ИК- и комбинационного рассеяния.
Спектроскопия ЭПР, ЯМР.
43. Исследования электропроводности и магнитной восприимчивости. Исследования
дипольных моментов.
44. Оптическая и электронная микроскопия. Локальный рентгено-спектральный
анализ.Термогравиметрия и масс-спектрометрия.
2. Учебно-методическое обеспечение и информационное обеспечение программы
кандидатского экзамена по специальности
02.00.01 – Неорганическая химия
Основная литература
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия / Н.С.Ахметов. - М.: Высш. шк.,
2008. – 743 с.
2. Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия элементов. Химия элементов: Учебник в 2х томах / Ю.Д.Третьяков, Л.И.Мартыненко, А.Н.Григорьев, А.Ю.Цивадзе. – М.:
Изд-во МГУ; ИКЦ «Академкнига», 2007. – 537 с., 670 с.
3. Карапетьянц М.Х. Общая и неорганическая химия / М.Х.Карапетьянц, С.И.
Дракин. - М.: Химия, 2000. – 592 с.
4. Коттон Ф. Основы неорганической химии / Ф.Коттон, Дж.Уилкинсон. - М.: Мир,
1979. – 678 с.
5. Суворов А.В. Общая химия / А.В.Суворов, А.Б.Никольский. - М.: Мир, 1997. – 624
с.
6. Неорганическая химия: в 3-х томах / Под ред. Ю.Д.Третьякова. Т.1: Физикохимические основы неорганической химии / М.Е.Тамм, Ю.Д.Третьяков. – М.:
Издательский центр « Академия», 2004. – 240 с.
7. Неорганическая химия: в 3-х томах / Под ред. Ю.Д.Третьякова. Т.2: Химия
непереходных элементов / А.А.Дроздов, В.П.Золманов, Г.Н.Мазо, Ф.М.
Спиридонов. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 368 с.
Дополнительная литература
1. Гиллеспи Р. Модель отталкивания электронных пар валентной оболочки и
строение молекул / Р.Гиллеспи, И.Харгиттаи. - М.: Мир, 1992.- 296 с.
2. Джонсон Д. Термодинамические аспекты неорганической химии / Д.Джонсон. - М.:
Мир, 1985.-326 с.
3. Драго А. Физические методы в химии. Т. 1, 2 / А.Драго. - М.: Мир, 1981.- 424 с.,
456 с.
4. Карапетьянц М.Х. Строение вещества / М.Х.Карапетянц, С.И.Дракин. - М.: Высш.
шк., 1978.-303 с.
5. Костромина Н.А. Химия координационных соединений / Н.А.Костромина,
В.Н.Кумок, Н.А.Скорик. - М.: Высш. шк., 1990.-432 с.
6. Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений / Ю.Н.Кукушкин. - М.:
Высш. шк., 1985.- 455 с.
7. Некрасов Б.В. Основы общей химии: в 2-х томах / Б.В.Некрасов. – СПб.: Изд-во
«Лань», 2003. – 656 с., 688 с.
8. Скопенко В.В. Координационная химия / В.В.Скопенко, А.Ю.Цивадзе,
Л.И.Савранский, А.Д.Грановский. – М.: Академкнига, 2007. – 487 с.
9. Артемова Э.К. Основы общей и биоорганической химии / Э.К.Артемова,
Е.В.Дмитриев. – М.: КНОРУС, 2011. – 248 с.
10. Киселев Ю.М. Химия координационных соединений / Ю.М.Киселев,
Н.А.Добрынина. – М.: Издательский центр«Академия», 2007. – 352 с.
11. Хьюи Дж. Неорганическая химия: строение вещества и реакционная способность /
Дж.Хьюи. – М.: Химия, 1987. – 696 с.
12. Турова Н.Я. Неорганическая химия в таблицах / Н.Я.Турова. – М.:
Высш.химич.шк., 1997. - 140 с.
Интернет ресурсы:
www.ksu.ru/f7/bin_files/Neorgan_Chimiya.doc
Программа одобрена на заседании Учебно-методической комиссии Химического
института им. А.М.Бутлерова КФУ от 26.10. 2011 года, протокол № 3.
СОГЛАСОВАНО
Директор Химического
института им. А.М. Бутлерова
Зав. отд. аспирантуры и докторантуры
______________
(подпись)
______________
(подпись)
В.И. Галкин
Е.М.Нуриева